Les régimes hyperprotéiques (HP) modifient le contenu intestinal en métabolites bactériens dérivés des acides aminés. Parmi ceux-ci, le sulfure d’hydrogène (H₂S) est connu comme perturbateur du métabolisme énergétique des cellules épithéliales coliques lorsqu’il est présent en excès. Des études réalisées in vitro ont montré que ce métabolite est aussi susceptible d’exercer des effets génotoxiques sur colonocytes. Notre étude avait pour but de déterminer i. les effets d’un régime hyperprotéique chez le rat sur les concentrations du H₂S dans le gros intestin et sur l’expression des enzymes impliquées dans sa détoxication, ii. de caractériser les effets du H₂S sur la respiration des colonocytes et iii. de mesurer les effets de l’instillation luminale in vivo de H₂S sur l’expression de gènes associés à l’inflammation dans les colonocytes.

Des rats ont été nourris pendant 2 semaines avec un régime HP (53 % de protéines) ou un régime normoprotéique (NP, 14 % de protéines) isocalorique. Les concentrations de H₂S ont été mesurées par GC-MS dans les contenus intestinaux. L’expression génique des enzymes de détoxication de H₂S dans les colonocytes isolés a été mesurée par q-PCR. Après instillation luminale d’une solution de NaHS (donneur de H₂S) dans le côlon pendant 1h sur des rats anesthésiés, l’expression génique et les caractéristiques respiratoires des colonocytes ont été déterminées. Les effets du NaHS sur la respiration de colonocytes en présence ou en absence d’un autre perturbateur métabolique, le NO, ont également été étudiés.

Nous avons mesuré des concentrations millimolaires de H₂S dans les contenus du gros intestin. Chez les animaux HP, le gène codant pour la première enzyme de détoxication du H₂S (SQR) était plus exprimé que chez les rats NP (p<0,05). Après 1h d’instillation luminale de 1,5 mM de NaHS, l’expression du gène codant pour la forme inductible de la NO synthase (iNOS) était augmentée 5 fois dans les colonocytes par rapport aux rats témoins (p<0,05). La consommation d’O₂ par les colonocytes de rats non traités était stimulée de manière pH-dépen-dante par 20 et 40μMde NaHS (p<0,001) témoignant de l’oxydation du H₂S. Par contre, des concentrations plus élevées (0,5 et 1,5 mM) inhibaient la respiration (p<0,001). La consommation d’O₂ par les colonocytes était inhibée par un donneur de NO (20μM) (p<0,001). La présence de NO limitait la stimulation de la consommation d’O₂ induite par 20μM de NaHS (p<0,001), suggérant que la détoxication du H₂S était limitée dans ces conditions. Enfin, les expériences d’instillation luminale de NaHS suggèrent une réversion rapide des effets du H₂S sur la respiration des colonocytes.

La consommation d’un régime riche en protéines est associée à une adaptation limitée de l’expression génique du système enzymatique de détoxication du H₂S dans les colonocytes. De plus, le H₂S est capable de fortement stimuler l’expression de la iNOS, une enzyme surexprimée dans les maladies inflammatoires intestinales. Le NO en excès semble restreindre les capacités des colonocytes à oxyder le H₂S, une situation qui perturberait fortement les capacités des colonocytes à détoxifier ce métabolite bactérien.